『设计模式』单例模式

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1. 单例模式

单例模式(Singleton Pattern)是一种简单的对象创建型模式。该模式保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

所以要实现单例模式,要做到以下几点:

  • 将构造方法私有化,杜绝使用构造器创建实例。
  • 需要自身创建唯一的一个实例,并提供一个全局访问入口

2. 单例模式的几种实现

对于单例模式有以下5种实现。

2.1. 懒汉式

该方式是使用synchronized关键字进行加锁,保证了线程安全性。
优点:在第一次调用才初始化,避免了内存浪费。
缺点:对获取实例方法加锁,大大降低了并发效率。

由于加了锁,对性能影响较大,不推荐使用。

public class SingletonLazy {

    /**
     * 私有实例
     */
    private static SingletonLazy instance;

    /**
     * 私有构造方法
     */
    private SingletonLazy() {
    }

    /**
     * 唯一公开获取实例的方法(静态工厂方法),该方法使用synchronized加锁,来保证线程安全性
     *
     * @return
     */
    public static synchronized SingletonLazy getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonLazy();
        }
        return instance;
    }

}

2.2 饿汉式

饿汉式是利用类加载机制来避免了多线程的同步问题,所以是线程安全的。
优点:未加锁,执行效率高。
缺点:类加载时就初始化实例,造成内存浪费。

如果对内存要求不高的情况,还是比较推荐使用这种方式。

public class SingletonEager {

    /**
     * 私有实例,静态变量会在类加载的时候初始化,是线程安全的
     */
    private static final SingletonEager instance = new SingletonEager();

    /**
     * 私有构造方法
     */
    private SingletonEager() {
    }

    /**
     * 唯一公开获取实例的方法(静态工厂方法)
     *
     * @return
     */
    public static SingletonEager getInstance() {
        return instance;
    }
}

2.3 双重校验锁

利用了volatile修饰符的线程可见性(被一个线程修改后,其他线程立即可见),即保证了懒加载,又保证了高性能,所以推荐使用。

public class SingletonDCL {

    /**
     * 私有实例,volatile修饰的变量是具有可见性的(即被一个线程修改后,其他线程立即可见)
     */
    private volatile static SingletonDCL instance;

    /**
     * 私有构造方法
     */
    private SingletonDCL() {
    }

    /**
     * 唯一公开获取实例的方法(静态工厂方法)
     *
     * @return
     */
    public static SingletonDCL getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (SingletonDCL.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonDCL();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

2.4 静态内部类

该模式利用了静态内部类延迟初始化的特性,来达到与双重校验锁方式一样的功能。由于需要借助辅助类,并不常用。

public class SingletonInnerClass {

    /**
     * 私有构造方法
     */
    private SingletonInnerClass() {
    }

    /**
     * 唯一公开获取实例的方法(静态工厂方法)
     *
     * @return
     */
    public static SingletonInnerClass getInstance() {
        return LazyHolder.INSTANCE;
    }

    /**
     * 私有静态内部类
     */
    private static class LazyHolder {
        private static final SingletonInnerClass INSTANCE = new SingletonInnerClass();
    }
}

2.5 枚举类

该方式利用了枚举类的特性,不仅能避免线程同步问题,还防止反序列化重新创建新的对象。这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式。

但由于这种编码方式还不能适应,所以实际工作中很少使用。

public enum SingletonEnum {

    INSTANCE;

    public void method() {
        System.out.println("枚举类中定义方法!");
    }

}

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人生就是一个不断学习的过程,通过学习来充实自己的头脑,让自己更有智慧的生活下去,去探索那未知领域...

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